Normas ABNT para medidores eletrônicos

Prévia do material em texto

Especial de Normas
70
Medidores eletrônicos
Por Jeferson Marcondes e Marcos Aurélio Ribeiro
NORMAS ABNT APLICÁVEIS AOS 
MEDIDORES ELETRÔNICOS DE 
ENERGIA ELÉTRICA DISCUTIDAS 
EM CONSULTA NACIONAL
A
Associação  Brasileira  de  Normas  Técnicas  (ABNT)  é  
uma  associação  civil  sem  fins  lucrativos,  fundada  
em  28  de  setembro  de  1940  e  considerada  de  uti-
lidade  pública  pela  Lei  4.150,  de  21  de  novembro    
de  1962.  No  ano  de  1992,  recebeu  do  Governo  
Federal  através  da  Resolução  nº  7  do  Conselho  Nacional  de  
Metrologia,  Normalização  e  Qualidade  Industrial  (Conmetro),  de  
24  de  agosto  de  1992,  o  título  de  Foro  Nacional  de  Normaliza-
ção  e  a  função  de  representar  o  Brasil  perante  os  organismos  
internacionais  de  normalização.
Como  Foro  Nacional  de  Normalização,  a  ABNT  é  responsável  pela  
gestão  do  processo  de  elaboração  de  normas  brasileiras,  sendo,  por-
tanto,  um  organismo  que  desenvolve  normas  técnicas  voluntárias  no  
Brasil,  que  adicionam  valor  em  todos  os  tipos  de  operações  e  negócios.
Por  meio  do  site  da  ABNT,  foi  apresentada  a  consulta  na-
cional  para  contribuições  técnicas  as  normas  aplicáveis  aos  
medidores  eletrônicos  de  energia  elétrica  referente  às  espe-
cificações,  métodos  de  ensaios  para  aprovação  de  modelo,  
ensaios  de  aceitação  de  lotes  e  ensaio  de  vida  acelerada,  esta  
última  visando  a  estimativa  de  vida  útil  para  estes  produtos.
Muito  tem  se  falado  e  discutido  sobre  a  importância  das  
redes  inteligentes,  comumente  denominadas  Smart  Grids,  a  
serem  empregadas  aos  sistemas  de  distribuição  de  energia  
elétrica,  como  meio  de  criar  eficiência  e  confiabilidade  a  es-
tes  sistemas,  utilizando-se  da  integração  entre  os  diversos  
dispositivos  conectados  aos  sistemas  de  energia  elétrica,  que  
possibilitarão  o  automatismo  da  rede  de  distribuição  e  com  
as  subestações  de  distribuição,  através  de  uma  infraestrutura  
de  comunicação  de  dados  e  um  sistema  central  instalado  e  
gerenciado  pelas  concessionárias  de  energia  elétrica.  
O  medidor  eletrônico  de  energia  elétrica,  atualmente  exis-
  
Smart  Metering.  Esses  medidores  eletrônicos   inteligentes  
passam  a  ser  considerados  na  implementação  do  Smart  Grid  
pelas  concessionárias  de  energia  elétrica.
O  Brasil  não  poderia  ficar  fora  deste  desenvolvimento,  e  a  
ABNT,  antecipando  as  necessidades  de  definição  dos  padrões  que  
serão  utilizados  nesta  implementação,  tem  estabelecido  grupos  
de  trabalhos  para  revisão  e  elaboração  das  respectivas  normas  
brasileiras  que  serão  necessárias  para  a  aplicação  aos  equipamen-
tos  e  sistemas  que  irão  compor  estas  redes  inteligentes,  de  modo  
a  atender  as  necessidades  específicas  do  mercado  brasileiro  e  a  
regulamentação  da  Agência  Nacional  de  Energia  Elétrica  (Aneel).
A  ABNT  é   formada  por  Comitês  Técnicos,   sendo  que  o  
Comitê  Brasileiro  de  Eletricidade  (ABNT/CB-03),  por  meio  da  
é  composto  por    grupos  técnicos  de  trabalho,  sendo  os  grupos    
GT-7  e  GT-12,   formados  por  representantes  das   indústrias,  
ABNT NBR 14519 (2º Projeto) Medidores eletrônicos de energia elétrica – Especificação Prazo expirado
ABNT NBR 14520 (2º Projeto) Medidores eletrônicos de energia elétrica – Método de ensaio Prazo expirado
ABNT NBR 14521 (2º Projeto) Aceitação de lotes de medidores eletrônicos de energia elétrica – Procedimento Prazo expirado
03:013.01-034 Equipamentos de medição de eletricidade – Confiabilidade. Ensaio 
de confiabilidade – Vida acelerada por umidade e temperatura 08/08/2011
71
concessionárias  de  energia  e  centros  de  pesquisa.  
A  ABNT  finalizou,  no  início  deste  ano,  os  trabalhos  relaciona-
dos  às  revisões  das  normas  aplicáveis  aos  medidores  eletrônicos  
para  medição  de  energia  elétrica,  visando  a  padronização  dos  
critérios  de  qualificação  dos  medidores  que  serão  empregados  
nesta  nova  realidade  do  sistema  de  energia  elétrica  no  Brasil,  
inclusive  estabelecendo  um  novo  procedimento  de  qualificação  
deste  produto  por  meio  do  estabelecimento  de  projeto  de  norma  
para  estimativa  de  vida  útil  dos  medidores  de  energia  elétrica.
Os  trabalhos  realizados  pelo  grupo  técnico  GT-7  tiveram  como  
principal  enfoque  a  revisão  das  normas:
  
Especificação
  
Método  de  ensaio
Visando  a  adequação  delas  aos  padrões  estabelecidos  por  este  
grupo,  junto  ao  Instituto  Nacional  de  Metrologia,  Normalização  
e  Qualidade  Industrial  (Inmetro).  A  elaboração  do  regulamento  
certificação  para  os  medidores  eletrônicos  de  energia  elétrica  
aplicados  com  foco  na  cobrança  (faturamento)  da  energia  elétrica  
consumida  e  também  aos  padrões  internacionais  definidos  pelas  
respectivas  normas  IEC  para  medidores,  destacando-se,  assim,  
os  seguintes  temas  revisados:
1.  A  redistribuição  dos  tópicos  cobertos  pelas  normas  de  modo  
que  fossem  referenciados  somente  em  sua  respectiva  norma.
a.  Na  versão  original  das  normas,  existiam  tópicos  rela-
cionados  à  realização  dos  ensaios,  como  tabelas  indicando  
critérios  de  aceitação  e  qualificação  de  ensaios,  sendo  apre-
sentados  na  norma  de  especificação,  sendo  que  os  critérios  
de  aceitação  referentes  aos  ensaios  estabelecidos  estavam  
parte  na  norma  de  ensaios  e  parte  na  norma  de  especifica-
ção  dos  medidores.  
As  dificuldades  nas  interpretações  sobre  a  determinação  de  
qual  critério  adotar  para  aprovação  ou  rejeição  do  produto  para  
o  ensaio  realizado  foram  sanadas.
2.  A  adoção  de  critérios  de  classe  de  exatidão,  referenciando-se  
através  dos  caracteres  A,  B,  C  e  D  para  as  classes  de  exatidão  
2,  1,  0.5  e  0.2  respectivamente.  Esta  modificação  veio  introduzir  
o  critério  amplamente  utilizado  pela  metrologia  legal,  em  que  
trouxe  o  beneficio  de  esclarecimento  quanto  ao  porquê  da  
existência  de  ensaios  de  grandezas  de  influência,  onde  o  erro  
do  medidor  aceitável  para  o  ensaio  pode  ser  superior  a  sua  
classe  de  exatidão,  ou  seja,  um  medidor  de  classe  exatidão  
A  não  necessariamente  deve  apresentar  erros  sempre  inferio-
res  a  2%,  independentemente  do  ensaio  realizado,  como  era  
entendido  na  classificação  anterior  realizada.  (vide  exemplo  
na  tabela  acima  para  o  limite  de  erro  percentual  admissível  
Tabela  16  (NBR  14520)  —  Limite  de  erro  percentual  admissível  para  medidores  de  energia  ativa                            
(Medidores  monofásicos  e  polifásicos  com  cargas  equilibradas)
% In cos Limites de erro percentual para medidores com índice de classe
D C B A
5 1 ± 0,4 ± 1,0 ± 1,5 ± 2,5
10
1 ± 0,2 ± 0,5 ± 1,0 ± 2,0
0,5 ind ± 0,5 ± 1,0 ± 1,5 ± 2,5
0,8 cap ± 0,5 ± 1,0 ± 1,5 ± 2,5
20
50
100
1 ± 0,2 ± 0,5 ± 1,0 ± 2,0
0,5 ind ± 0,3 ± 0,6 ± 1,0 ± 2,0
0,8 cap ± 0,3 ± 0,6 ± 1,0 ± 2,0
Especial de Normas
72
Medidores eletrônicos
estipulado  na  Tabela  16  para  o  ensaio  de  variação  de  corrente).
3.  Introdução  de  figuras  (desenhos)  para  melhor  detalhar  o  pro-
cedimento  a  ser  adotado  na  aplicação  dos  ensaios  especificados;
4.  Estabelecimento  de  ensaios  mínimos  a  serem  aplicados  
aos  modelos  de  medidores  já  certificados  quanto  aos  padrões  
estabelecidos  pelas  normas  ABNT  e  que  tenham  modificação  
ou  implementação  de  novas  funções  que  não  descaracteri-
zem  o  seu  modelo  atual.  Tal   introdução  objetivou  a  rápida  
certificação  de  novas   funcionalidades  que  são   inerentes  à  
evolução  tecnológicano  emprego  da  eletrônica  na  construção  
dos  novos  medidores.  Um  exemplo  pode  ser  observado  para  
a  realização  do  ensaio  de  tensão  de   impulso  e  ensaio  de  
tensão  aplicada,  bem  como  nos  respectivos  anexos.
5.  Introdução  do  ensaio  de  influência  da  temperatura  am-
biente.  Considerando  as  diversas  características  ambientais  que  
um  país  de  dimensões  continentais  como  o  Brasil  possui,  este  
ensaio  contribui  na  avaliação  da  performance  dos  medidores  na  
manutenção  da  sua  melhor  característica  na  medição  da  energia  
consumida  nas  diversas  situações  de  temperaturas  que  o  clima  
brasileiro  pode  apresentar.  Sendo  assim,  são  avaliadas  as  va-
riações  que  os  medidores  podem  apresentar  quando  sujeitos  a  
uma  temperatura  que  varia  entre  -10º  C  e  70º  C.
6.  Revisão  dos  limites  aceitáveis  de  consumo  de  energia  próprio  
dos  medidores  (Ensaio  de  verificação  de  perdas  internas).  Uma  
vez  que  os  medidores  receberão  novas  funcionalidades,  como  
capacidade  de  transmissão  de  dados  como  parte  integrante  de  
seus  módulos  construtivos,  eles  deverão  ter  seu  consumo  próprio  
de  energia  elevado  pela  introdução  de  fontes  de  alimentação  que  
suportem  a  introdução  destes  módulos  de  comunicação,  bem  
como  de  outros  módulos  que  adicionarão  funcionalidades  aos  
medidores  para  que  estes  possam  realmente  se  comportar  como  
dispositivos  inteligentes.  (vide  tabela  acima)
Assim  como  no  caso  do  trabalho  desenvolvido  pelo  grupo  téc-
nico  GT-7,  foi  estabelecido  o  grupo  técnico  GT-12,  com  o  objetivo  
de  tradução  e  adaptação  da  norma  IEC  62059  Electricity  Metering  
-
projeto  de  norma  brasileira,  conforme  referenciado  acima:  Projeto  
03:013.01-034,  aplicável  aos  medidores  de  energia  elétrica  para  
estabelecimento  da  estimativa  de  vida  útil  destes  equipamentos.  
Utilizando-se  de  ensaios  de  vida  acelerada  com  a  aplicação  
de  temperatura  e  umidade  elevadas  consoantes  com  a  realidade  
brasileira,  o  projeto  de  norma  definido  será  aplicado  na  avaliação  
e  na  certificação  dos  novos  produtos  que  serão  partes  integrantes  
Tipo de medidor Monofásicos 2 elementos 
(por elemento) a 
3 elementos 
(por elemento) a
Básico b 2W; 10VA 2W; 10VA 2W; 10VA
Medidor multitensão c 2W; 15VA 2W; 15VA 2W; 15VA
Medidor multigrandeza 3W; 15VA 2,5W; 12,5VA 2W; 10VA
Medidor multifunção 5W; 25VA 3,5W; 17,5VA 3W; 15VA
a Para medidores polifásicos, as perdas são assumidas como igualmente partilhadas entre os elementos. No caso de falta de 
tensão em um dos elementos, é admitido que o consumo seja maior que o especificado.
b É considerado medidor básico aquele que não se enquadra em nenhuma das outras categorias previstas neste ensaio.
c Válidos somente para medidores com fonte de alimentação que não se enquadra em nenhuma das outras categorias 
previstas neste ensaio.
d Para medidores com alimentação auxiliar, o consumo limite é de 6W, 15VA.
Especial de Normas
74
Medidores eletrônicos
do  sistema  de  medição  de  energia  elétrica  do  País.
Este  ensaio  é  fundamental  para  garantir  a  vida  útil  do  medidor  
sem  perder  suas  características  técnicas  de  projeto.
Como  principais  características  deste  novo  projeto  de  norma,  
destacam-se:
1.  A  preocupação  no  estabelecimento  de  critérios  de  avaliação  
para  equipamentos  que  são  ativos  projetados  para  alta  confia-
bilidade  e  vida  longa  sobre  condições  normais  de  operação,  
operando  continuamente  sem  supervisão.  O  método  determinado  
nesta  norma  pode  ser  usado  para  estimar  (dentro  de  determinado  
intervalo  de  confiança),  as  características  de  vida  de  equipamen-
tos  antes  e  durante  sua  produção  em  série,  podendo  ser  usado  
também  para  comparar  projetos  diferentes.
2.  Definição  de  metodologia  que  provê  resultados  quantita-
tivos  e  pode  ser  usada  para  comparar  características  de  vida  
de  ativos  vindos  de  diferentes  fornecedores  ou  de  diferentes  
lotes  do  mesmo  fornecedor.
a.  É  praticamente  impossível  obter-se  dados  sobre  caracte-
rísticas  de  vida  por  meio  de  ensaios  sob  condições  normais  de  
operação.  Portanto,  o  uso  de  métodos  de  ensaio  acelerado  de  
confiabilidade  é  obrigatório.
b.  Durante  ensaios  acelerados  de  confiabilidade,  amostras  
colhidas  de  uma  determinada  população  são  colocadas  para  
operar  além  das  suas  condições  normais  de  operação,  aplicando  
estresses  para  encurtar  o  tempo  até  que  a  falha  aconteça,  mas  
sem  introduzir  novos  mecanismos  de  falha.
c.  A  estimativa  é  realizada  através  do  registro  e  da  análise  
das   falhas  ocorridas  durante  aqueles  ensaios  acelerados,  
estabelecendo  a  distribuição  das  falhas  sob  as  condições  de  
teste,  e  usando  modelos  de  durabilidade  sob  estresse,  extra-
polando  a  distribuição  das  falhas  sob  condições  aceleradas  
de  uso  para  condições  normais  de  uso.
3.  A  norma  é  aplicável  para  os  medidores  de  energia  elétrica;  
entretanto  pode  ser  estendida  aos  dispositivos  conectados  aos  
medidores  (exemplos:  comunicação,  controle  de  carga  etc).  
4.  Aplicação  da  teoria  de  confiabilidade,  com  base  nos  fundamen-
tos  estipulados  pelos  principais  estudiosos  sobre  o  tema,  como:  
a.  O  modelo  aceleração  por  temperatura  de  Arrhenius;
b.  O  modelo  Erying
c.  Distribuição  de  Weibull
5.  Definição  dos  parâmetros  de  ensaio  com  base  nos  registros  
históricos  de  temperatura  e  umidade  das  diversas  regiões  do  país.
10 anos 20 anos
com 50% de nível de segurança
com 95% do nível de segurança
com 5% de nível de segurança
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Tempo (ano)
Fonte: IEC62059-31
Especial de Normas
76
Medidores eletrônicos
Não  poderíamos  deixar  de  citar  também  outro  complemento  
para  estabelecer  as  normas  para  o  Smart  Grid,  como  o  trabalho  
que  está  sendo  desenvolvido  pelo  GT8,  que  cuida  do  desen-
volvimento  e  qualificação  dos  softwares  que  esses  medidores  
inteligentes  deverão  adotar.  
-
tering  Infrastructure),  que  diz  respeito  à  medição  inteligente,  
deverá  envolver  a  utilização  de  recursos  de  forma  mais  eficiente,  
fornecendo  em  tempo  real,  tarifa  e  consumo  e  também  poderá  
aperfeiçoar  as  operações  por  meio  de  solicitações  de  serviços  
automatizados  e  faturamento  e  pagamento  automáticos,  além  
de  outras  funcionalidades.  
Para   isso,  existe  a  necessidade  de  garantir  uma  padro-
nização  dos  protocolos  desses  equipamentos,  de  maneira  
que  seja  garantida  a   interoperabilidade  entre  os  diversos  
medidores  e  sistema  de  comunicação.
É  importante  destacar  que  os  trabalhos  realizados  pelos  
grupos  técnicos  da  ABNT  não  se  limitaram  aos  temas  aqui  
apresentados,  mas,  sim,  incentivam  cada  vez  mais  a  partici-
pação  de  pessoas  qualificadas  nas  atividades  para  definição  
de  critérios  claros  e  objetivos  para  o  estabelecimento  do  novo  
padrão  de  qualificação  a  ser  utilizado  nos  equipamentos  de  
medição  de  energia  elétrica  no  Brasil.
Destaca-se,  ainda,  o  papel  da  Aneel,  que  deverá  regula-
mentar  o  tempo  de  depreciação  desses  equipamentos,  o  que  
é  um  fator  decisivo  para  que  as  concessionárias   invistam  
na  utilização  de  medidores  eletrônicos,  bem  como  publi-
car  as  novas  regras  da  consulta  pública  AP  043  de  17  de  
setembro  de  2010,  que  regulamenta  os  requisitos  mínimos  
dos  sistemas  de  medição  de  energia  elétrica  instalados  em  
unidades  consumidorasdo  Grupo  B,  classificadas  no  sub-
grupo  B1  Residencial,  não  enquadrado  como  baixa  renda,  
e  no  subgrupo  B3.  
Sabe-se  que  este  é  o  primeiro  passo  de  muitos  que  ainda  
são  necessários  para  uma  real  padronização  das  redes  inteli-
gentes  a  serem  aplicadas  no  País,  e  que  também,  sendo  estas  
redes  totalmente  dependentes  de  tecnologia,  os  trabalhos  da  
ABNT  deverão  perseguir  a  atualização  frequente  destas  e  de  
outras  normas,  de  modo  a  acompanhar  a  evolução  tecnoló-
gica  que  será  empregada  nas  novas  soluções.
GLOSSÁRIO
Consulta  nacional:  Quando  surge  a  necessidade  da  norma-
lização  de  determinado  tema,  a  ABNT  encaminha  o  assunto  
ao  Comitê  Técnico  responsável,  onde  será  exposto  aos  di-
versos  setores  envolvidos.  Uma  vez  elaborado  o  projeto  de  
norma  com  o  assunto  solicitado,  ele  é  então  submetido  à  
consulta  nacional.  
Neste  processo,  o  projeto  de  norma,  elaborado  por  uma  
Comissão  de  Estudo  representativa  das  partes  interessadas  e  
setores  envolvidos  com  o  tema,  é  submetido  à  apreciação  da  
sociedade.  Durante  este  período,  qualquer  interessado  pode  
se  manifestar,  sem  qualquer  ônus,  a   fim  de  recomendar  à  
Comissão  de  Estudo  aprovação  do  texto  como  apresentado;  
a  aprovação  do  texto  com  sugestões;  ou  sua  não  aprovação,  
devendo,  para  tal,  apresentar  as  objeções  técnicas  que  jus-
tifiquem  sua  manifestação.
Sendo  assim,  é  muito  importante  contarmos  com  a  sua  opinião  
sobre  o  conteúdo  dos  projetos  em  consulta  nacional,  para  que  
possamos  ter  normas  brasileiras  que  realmente  representem  os  
interesses  da  sociedade,  bem  como  ser  plenamente  aplicadas  e  
gerar  todos  os  benefícios  inerentes  à  normalização.  
Participe,  dando  a  sua  contribuição,  pois  ela  certamente  ajudará  
na  melhoria  da  qualidade  de  nossos  documentos.
 » Jeferson Marcondes é assessor da diretoria comercial da EDP Bandeirante e 
coordenador da CE 03:013.01 – Medidores Integradores e do GT de Medição da Abradee. 
 
 » Marcos Aurélio Ribeiro é integrante da GE Digital Energy, membro participante 
do grupo técnico GT- 7 e coordenador do grupo técnico GT-12 da ABNT.